长江口保守污染物输运的季节性变化及其对浙江沿海的影响

作者:曹童 周锋 发布日期:2023-07-31 阅读:533

近期,我室近海动力与生态环境方向周锋研究员团队在Journal of Marine Systems上发表了题为“Numerical investigation of the transport and accumulation of conservative pollutants off Changjiang Estuary”的研究成果。第一作者为我室与浙江大学联合培养的博士研究生曹童,通讯作者为田娣副研究员和周锋研究员,合作者为鲍敏副研究员。

浙江是海洋经济发展的重点省份,领海和内水面积为4.4万平方公里,海岛总数和海岸线长度均居国内第一,享有得天独厚的优质海洋资源以及国家政策倾斜。近些年来,伴随着人类活动,大量污染物(如过量营养盐、微塑料和重金属等)输入浙江沿海,致使近海生态环境形势日益严峻,海洋灾害(如富营养化、有害藻华和缺氧等)事件频发。以往研究表明,长江或省内排污分别都可能是影响浙江省近岸海域水质的重要污染物来源。然而,长江来水的入海动力过程复杂多变,长江来水携带的污染物如何或者多大程度影响浙江省近岸海域的时空变化规律尚不清晰,因此有必要建立一套污染源及其影响的定量评估方法以量化表征,并为长江实施保护和控污减排防治后的近海生态评估提供手段。此研究基于ROMS模型,结合欧拉染色示踪和拉格朗日粒子示踪方法,暂时不考虑高频变化影响和年际之间的差异,而从气候态的角度探讨来自长江的保守污染物输运和累积的季节性规律,并建立了两个指标定量描述污染物对浙江省近岸海域水质的影响,即污染的覆盖范围及持续时间。此研究中,污染被定义为,局地保守污染物浓度水平高于三类海水水质(轻度污染)标准的情况。

研究结果表明,保守污染物的输运及累积存在显著的季节性特征,这与河流径流量、东亚季风和陆架环流密切相关(图 1)。春季,污染物集中于河口附近。夏季,污染物迅速向外海移动,在东北方向的陆架上广泛分布;同时存在向苏北浅滩的舌状延伸。秋、冬季,大约79%和94%来自长江的污染物顺着浙闽沿岸流输入浙江省近岸海域,对当地水质产生重大影响。浙江省近岸海域中,秋季污染的覆盖面积约为1.53万平方公里,尚未影响至温州;冬季污染的覆盖面积约为2.58万平方公里,遍布浙江省近岸海域(图 2)。就污染持续时间而言,冬季污染在舟山,宁波,台州和温州区域的持续时间分别约为14.9、13.6、10.4和7.7天,相比秋季长约9天(除温州区域)。总的来说,相比于春、夏季节,浙江省近岸海域在秋、冬季节更容易遭受来自长江的污染物影响。研究结果强调了污染物排放时机的重要性,以及海洋污染防治在河口-海洋系统中的必要性。

图片1.png

图 1 深度平均的保守污染物分布,以及深度平均的流场(黑色箭头)和风应力(紫色箭头)。(a)春季;(b)夏季;(c)秋季;(d)冬季。绿色方框表示污染物释放区域。

图片2.png

图 2 秋、冬季节局地污染物浓度最大值(a-b)和污染持续时间(c-d)。(a-b)中的黑色实线表示曾发生过污染的区域。蓝色虚线框表示浙江省近岸海域,由北往南依次为:舟山、宁波、台州和温州区域。

我所长期关注近海的生态环境及其动力学机制问题,助力深入打好污染防治攻坚战的战略目标。本论文是浙江省尖兵计划“近岸海域污染源解析、高效治理与生态修复关键技术(2022C03044)”重点项目和浙江省高层次人才特殊支持计划资助的成果之一。

引  用

Cao, T., Tian, D., Zhou, F. and Bao, M., 2023. Numerical investigation of the transport and accumulation of conservative pollutants off Changjiang Estuary. Journal of Marine Systems., 103895. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2023.103895.

相关文章

Tian, D., Zhou, F., Zhang, W., Zhang, H., Ma, X. and Guo, X., 2021. Effects of dissolved oxygen and nutrients from the Kuroshio on hypoxia off the Changjiang River estuary. Journal of Oceanology and Limnology., 1-15. https://doi.org/10.1007/s00343-021-0440-3

Zhou, F., Chai, F., Huang, D., Xue, H., Chen, J., Xiu, P., Xuan, J., Li, J., Zeng, D. and Ni, X., 2017. Investigation of hypoxia off the Changjiang Estuary using a coupled model of ROMS-CoSiNE. Progress in Oceanography. 159, 237-254. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2017.10.008


  • 卫星海洋环境动力学国家重点实验室

    © 2021卫星海洋环境动力学国家重点实验室 版权所有.
    浙ICP备10040255号-4   流量统计   

  • 地址:杭州市保俶北路36号
    邮编:310012
  • 总机号码:+86-571-8196 3198
    传真:+86-571-8883 9374